Co obejmuje testowanie transformatorów fotowoltaicznych
1. Specyficzność i wymagania testowe transformatorów fotowoltaicznych
Jako technik systemów nowych źródeł energii rozpoznaję unikalne cechy konstrukcyjne i zastosowania transformatorów fotowoltaicznych: Wyjście odwzorowacza - prąd przemienny zawiera obfite piąte i siódme harmoniczne rzędu nieparzystego, z dystorsją harmonicznej prądu w punkcie wspólnym (PCC) dochodzącą do 1,8% (większa dystorsja napięcia przy niskim obciążeniu), co powoduje przegrzewanie cewek i przyspieszone starzenie się izolacji. Systemy fotowoltaiczne wykorzystują uziemienie TN-S, co wymaga niezawodnego wyjścia fazy N ze strony wtórnej, aby uniknąć zwarć. Warunki środowiskowe wymagają odporności na upały pustynne do 60°C, morską sól i przemysłowe zakłócenia EMI.
Te specyficzne cechy dyktują unikalność testów: Oprócz konwencjonalnych testów oporu DC, stosunku napięć, izolacji i wytrzymałości napięciowej, dodaje się detekcję harmonicznych (Fluke F435 dla THD), monitorowanie wzrostu temperatury (termowizory), sprawdzanie systemu uziemienia (metoda czteroterminalowa dla oporu kontaktowego ≤0,1Ω) oraz test impedancji zwarciowej. Głównym celem jest zapewnienie bezpiecznej pracy w środowisku elektroniki energetycznej, zapobiegając ryzyku związanych z harmonikami, termicznymi i uziemieniem.
2. Konwencjonalne elementy testowe i wybór narzędzi dla transformatorów fotowoltaicznych
2.1 Test oporu DC
Ten kluczowy test identyfikuje zwarcia między zwitkami lub luźne połączenia w cewkach. Metoda czteroterminalowa służy do eliminacji zakłóceń przez opór linii, a procedury obejmują rozładowanie po wyłączeniu zasilania, czyszczenie cewek, pomiar temperatury, wybór prądu (1A/10A) i korekcję temperatury. Zmierzone wartości muszą być porównywane ze standardami/danymi historycznymi; istotne odchylenia mogą wskazywać na uszkodzenia - jak to miało miejsce w przypadku, gdy za pomocą testu oporu DC wykryto słabe połączenie cewki, które zostało później naprawione.
2.2 Test stosunku napięć
Ten test weryfikuje, czy stosunek liczby zwitków odpowiada specyfikacjom projektowym, aby zapewnić stabilny napięcie wyjściowy pod obciążeniem. Metoda dwóch woltomierzy oblicza stosunki poprzez pomiar napięć pierwotnej i wtórnej w warunkach bez obciążenia, podczas gdy metoda mostka stosunku napięć oferuje wyższą precyzję. Na przykład, niestabilność napięcia na wyjściu niskiego napięcia transformatora 800V/400V, spowodowana otwartym obwodem na stronie wysokiego napięcia, została wykryta dzięki testowi stosunku napięć.
2.3 Test wydajności izolacji
2.4 Test impedancji zwarciowej
Metoda volt-amperowa ocenia tolerancję na zwarce: jedna strona jest zamykana, a do drugiej strony podaje się napięcie testowe, aby przeprowadzić prąd nominalny przez cewki, mierzony przez tester impedancji CS-8. Zmiana >±2% w stosunku do wartości fabrycznej może wskazywać na deformację cewek. Uwaga: Prąd testowy powinien być kontrolowany na poziomie 0,5% - 1% prądu nominalnego, aby uniknąć distorsji fali.
2.5 Test wzrostu temperatury
Po pełnym obciążeniu mierzy się temperatury cewek, rdzenia i obudowy za pomocą termometrów lub termowizorów. Wzrost temperatury powinien wynosić ≤60K dla transformatorów olejowych i ≤75K dla transformatorów suchych. Transformator suchy działający w środowisku o temperaturze 60°C, utrzymując wzrost temperatury w granicach 65K, skutecznie przedłuża swój czas użytkowania.
2.6 Test systemu uziemienia
Metoda czteroterminalowa mierzy ciągłość uziemienia, aby uniknąć błędnych ocen z metody dwuterminalowej. Powszechne uszkodzenia obejmują zardzewiałe połączenia lub błędną użycie plastikowych podkładów, co wymaga regularnej inspekcji. Testerzy oporu uziemienia czteroterminalowego zapewniają pomiary spełniające standard 0,1Ω.
2.7 Detekcja harmonicznych
Unikalny test dla systemów fotowoltaicznych, wykorzystujący Fluke F435 w PCC do wykrywania harmonicznych do 50 rzędu (z uwzględnieniem 5 i 7 rzędu). Wyniki muszą być zgodne z normą GB/T 14549-93, dostarczając dane do optymalizacji sprzętu.
3. Procedury testowe na miejscu i specyfikacje bezpieczeństwa dla transformatorów fotowoltaicznych
3.1 Przygotowanie przed testami
Rozwijaj szczegółowe plany określające informacje o projekcie, elementy testowe i listy sprzętu (w tym analizatory mocy wysokiej precyzji, testery jakości mocy, termowizory itp.). Sprawdź integralność sprzętu i napięcie zasilania (220V±10%), a także monitoruj warunki środowiskowe - takie jak natężenie promieniowania ≥700W/m², zmiana natężenia promieniowania <2% w ciągu ostatnich 5 minut, brak silnych wiatrów lub chmur - aby zapewnić dokładność testów.
3.2 Inspekcja połączeń elektrycznych
Użyj fazowego woltamperomierza, aby zweryfikować, czy polaryzacja wyjścia odwzorowacza zgadza się z odpowiednim terminalem pierwotnym transformatora, zapobiegając stratom prądu wirującego. Sprawdź ciasność połączeń kablowych. Dla transformatorów olejowych sprawdź poziom i kolor oleju; dla transformatorów suchych upewnij się, że wentylatory chłodzące działają prawidłowo.
3.3 Test oporu izolacyjnego
Z zasilaniem wyłączonym użyj megoometru do testowania cewek niskiego i wysokiego napięcia oraz uziemienia, rejestrując stabilne wartości po 1 minucie. Nagły spadek oporu wskazuje na problemy z izolacją. Po wykonaniu testów należy sporządzić szczegółowe raporty testowe.
3.4 Test wytrzymałości napięciowej AC
Podłącz wyjście urządzenia do punktów testowych, ustaw parametry na 2× napięcie nominalne, stopniowo zwiększaj napięcie, monitorując przebicie, i utrzymuj przez 60 minut przed obniżeniem napięcia.
3.5 Test obciążeniowy
Pomiar napięcia, prądu i mocy wyjściowej w warunkach pełnego obciążenia, aby obliczyć wydajność i współczynnik regulacji napięcia, jednocześnie monitorując wzrost temperatury. Stopniowo zwiększaj prąd obciążenia i rejestruj zmiany parametrów do analizy.
3.6 Test impedancji zwarciowej
Podaj napięcie do strony wysokiego napięcia, zamykając stronę niskiego napięcia (używając drutów o odpowiedniej przekroju). Kontroluj prąd testowy na poziomie 0,5% - 1% wartości nominalnej i koryguj wyniki na temperaturę (75°C dla transformatorów olejowych, 120°C dla transformatorów suchych), aby uniknąć błędnego osądzania deformacji cewek.
3.7 Detekcja harmonicznych
Użyj analizatora jakości mocy w PCC, aby monitorować zawartość harmonicznych rzędu nieparzystego i obliczyć THD, zapewniając zgodność z krajowymi standardami dla bezpiecznej pracy w środowisku harmonicznym.
